年产25万吨甲醛生产工艺设计
年产12万吨甲醛的工艺计算
年产12万吨甲醛的工艺计算1. 计算依据(1) 产量:120000t/a(2) 年工作日:以300天计(7200h ) (3) 甲醛分子量:30.03(4) 尾气组成及产品质量见下表:尾气组成及产品质量(5) 装置所用蒸汽压力为:0.4Mpa(表压) (6) 氧醇比:以0.400计,技术单耗按0.430(7) 原料甲醇浓度:98%(质量比);配料后甲醇浓度:58% (8) 空气相对湿度为80%:其中含O 2:21%;N 2:77%;H 2O :2%2. 物料衡算 原料及产物的衡算 (1) 产量:67.1624300120000=⨯ (t/h)=16670 (kg/h)其中:HCHO :16670×37.3%=6217.91(kg/h)=207.06(kmol/h ) CH 3OH :16670×1.2%=200.04(kg/h )=6.24(kmol/h ) HCOOH :16670×0.01%=1.67(kg/h )=0.04(kmol/h ) H 2O :16670×61.49%=10250.38(kg/h )=569.47(kmol/h ) 总物质的量:207.06+6.24+0.04+569.47=782.81(kmol/h ) 产品组成(2) 原料甲醇投入量设投入量为Y ,尾气中含有甲醇量为X ,则Y =X +⨯3243.016670根据氧醇比和空气中氧气百分含量得:0.4Y/21%=N 空气77%N 空气/78.856%=N 尾气 0.0072%N 尾气=X 解得:X =0.03(kmol );Y =224.03(kmol ); N 尾气=416.67(kmol );N 空气=426.72(kmol )(3) 空气投入量空气投入量=426.72(kmol )其中:O 2:426.72×21%=89.61(kmol )=2867.52(kg ) N 2:426.72×77%=328.58(kmol )=9199.96(kg ) H 2O :426.72×2%=8.53(kmol )=153.54(kg )(4) 尾气量=416.67(kmol )其中:CO2:416.67×2.6%=10.83(kmol )=476.52(kg ) CO :416.67×0.2%=0.83(kmol )=26.324(kg ) H2:416.67×15%=62.50(kmol )=125.00(kg ) HCHO :416.67×0.2%=0.83(kmol )=24.90(kg ) CH4:416.67×0.4%=1.67(kmol )=26.72(kg ) CH3OH :416.67×0.0072%=0.03(kmol )=0.96(kg ) H2O :416.67×2.5368%=10.57(kmol )=190.26(kg ) N2:416.67×78.856%=328.57(kmol )=9199.96(kg ) O2:416.67×0.2%=0.83(kmol )=26.56(kg )(5) 甲醛量:CH 3OH +1/2O 2→HCHO +H 2O (1) CH 3OH +3/2O 2→CO 2+2H 2O (2) CH 3OH +O 2→CO +2H 2O (3)CH3OH+O2→HCOOH+H2O (4)CH3OH+H2→CH4+H2O (5)CH3OH→HCHO+H2(6)根据氧的衡算,由(1)式和上列有关反应式得甲醛量为:[89.61-(10.83×3/2+0.83+0.04+0.83)]×2=143.33(kmol)由反应式(2)、(5)(因为(5)式消耗了(2)式的H2)根据尾气中H2和CH4量得脱氢反应生成的甲醛量为:62.50+1.67=64.17(kmol/h)甲醛总产量为:143.33+64.17=207.50(kmol/h)=6225.00(kg/h)而尾气带走的甲醛量为:0.83(kmol/h)则实际甲醛产量为:207.50-0.83=206.67(kmol/h)=6200.10(kg/h)折算成37.0%甲醛水溶液:6200.10/37.0%=16622.25(kg/h)产量与设计要求基本一致。
煤制甲醇合成工段工艺设计
年产25万吨煤制甲醇合成工段工艺设计摘要在有机合成工业中,甲醇是第四大基础原料,被广泛应用于人们的生活中,近几年,甲醇需求量高速增长。
在工业生产中,甲醇合成工段在生产甲醇中占据重要的部分,因此,本设计是在低压下利用列管式等温反应器合成甲醇,对煤制甲醇过程中甲醇合成工段进行设计,并对甲醇合成工段进行物料衡算、热量衡算和合成工段所需的反应器及附属设备进行设计,确定甲醇反应器的类型、壳体直径、封头等结构及尺寸,编制设计说明书,绘制煤制甲醇合成工段工艺流程图、反应器结构图、设备平面布置图和设备立面布置图。
关键词甲醇; 合成工段; 工艺设计;反应器With an annual output of 250000tons of methanolsynthesis process designAbstractIn organic synthesis industry, methanol is the fourth big basic raw materials, widely used in people's life, in recent years, methanol demand rapid growth. In industrial production, methanol synthesis section occupy an important part in the production of methanol, as a result,The main content of this design is in the process of coal methanol synthesis methanol synthesis process of design, and the methanol synthesis process of material balance, heat balance and reactor and ancillary equipment needed for the section design, determine the type of methanol reactor, shell diameter, sealing the top structure and size, preparation of design specifications, process flow diagram and drawing coal methanol synthesis section process flow diagram, reactor structure, equipment layout and elevation layout.Keyword Methanol, synthesis section, process desig,reactor目录第1章绪论 (1)1.1 甲醇的性质 (1)1.2 甲醇的用途 (2)1.3 甲醇的生产方法 (2)1.3.1 高压法 (2)1.3.2 低压法 (3)1.3.2 中压法 (3)1.4 设计任务 (4)1.4.1 设计的依据 (4)1.4.2 设计的内容 (4)1.4.3 设计的条件 (4)1.4.4 产品质量标准 (4)第2章工艺流程 (5)2.1 催化剂 (5)2.2 甲醇反应器 (6)2.3 甲醇合成工艺流程 (8)2.3.1 操作条件 (8)2.3.2 工艺流程 (8)第3章物料衡算及热量衡算 (9)3.1 甲醇合成工段的物料衡算 (9)3.1.1 设计的条件和参数 (9)3.1.2 化学反应 (9)3.1.3 物料衡算 (10)3.2 热量衡算 (17)3.2.1 反应器热量计算 (17)3.2.2 反应物料预热器热量计算 (20)3.2.3 水冷器热量计算 (22)第4章反应器的工艺计算 (25)第5章附属设备设计及计算 (29)5.1 循环压缩机的选型 (29)5.2 水冷器的计算 (29)5.3 分离器的选型 (34)5.4 贮槽的选型 (34)甲醇合成工段主要设备一览表 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 译文 (38)译文标题 (38)附录B 外文原文 (46)第1章 绪论1.1 甲醇的性质甲醇是饱和脂肪醇中最简单的一元醇,因为它最先是由木材中干馏获得的,所以俗名又称为“木醇”或“木精”。
甲醛生产工艺简介
甲醛气体在1计吸收塔内与塔顶啧淋吸收液逆向接触吸收, 90%的甲醛气体被吸收液吸收后,经1#甲醛循环泵进人L#板式 换热器冷却后,部分返回I__L塔顶循环吸收,部分作为产品,计最后 送至甲醛中闻槽及甲醛贮罐。术被吸收的气体由1#吸收塔顶出 来,再进八2#吸收塔二塔部分底部,在2#吸收塔二塔部分内与 二塔部分塔顶喷淋吸收液逆向接触吸收,经2#甲醛循环幕进入
(3】硫酸是酸性腐蚀品,必须加强管理没备防腐维护,加强
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续送人甲醇再沸嚣和甲醇蒸发器,在甲醇蒸发器内被加热汽化为甲 醇气体送入混合器;经过过滤的空气由罗茨风机定量送人1#空气 加热器预热后进入混合器;来自终端高效捕集器尾气由罗茨风机定 量送人尾气加热器后进入阻火器过滤器,得到尾气四元混合气体。 该混台气体进入阻火过瞎器除去机械杂质后.然后进入氧化器反 应,在20KPa和600~620℃左右的高温下和银催化剂接触,发生氧 化脱氢反应,大部分甲醇转化为甲醛,生成甲醛气体。生成的高温 气体迅速通过氧化嚣的急冷段,N-N带的热量与来自氧化器汽包的 软水通过列管八混合器,与定量的甲醇气、过滤后的水蒸汽、加 热后的空气混合,形成甲醇空气一水蒸气壁进行热交换.间接产 牛的0 35Mpa饱和水蒸汽进八蒸汽分配器供生产使用,生成的甲 醛气体冷却至100'C以r,进入装有填料的1甘吸收塔底部进行吸 收操作。
甲醛生产工艺设计1
摘要甲醛是一种重要的有机化工原料,主要用于生产酚醛树脂(PP)、脲醛树脂(UF)等,还可用作杀菌剂、消毒剂、防腐剂、溶剂、还原剂以及尿素—甲醛型缓效肥料等,在农业、水处理、涂料、医药以及染料等方面具有广泛的用途。
本套设计是根据国内甲醛工业现状、产品要求,采用铁、钼、钒等金属氧化物作为催化剂,在“铁钼法”传统生产工艺的基础上,设计出具有创新性“铁钼法”工艺,反应原理简单,所得产品纯度高,污染少的一套装置。
关键词:铁钼法,原理方法,工艺设计,尾气循环,物料衡算引言甲醛用途非常广泛,合成树脂、表面活性剂、塑料、橡胶、皮革、造纸、染料、制药、农药、照相胶片、炸药、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐过程中均要用到甲醛,可以说甲醛是化学工业中的多面手,但任何东西的使用都必须有个限量,有一个标准,一旦使用超越了标准和限量,就会带来不利的一面。
国外甲醛衍生产品多达近百种。
甲醛生产企业应根据本地区的原料及产品供求情况,不失时机和因地制宜的发展一些附加值更高的甲醛衍生产品,加快甲醛衍生产品的品种及其生产技术的发展进程。
与此同时,应重点关注催化剂性能的改进和提高工作,大力加强业已成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料的推广应用,不断提高装置的技术含量,加大技术进步力度。
本次设计在“铁钼法”传统生产工艺的基础上,设计出“尾气循环工艺”、“热量循环工艺”等多种改良创新性节能、环保的新型“铁钼法”工艺,解决了实际生产中尾气、热量的再次利用。
由于甲醛是有毒有害气体,生产过程中一定要注意环保,尾气和废碱,废酸必须经过处理达排放标准后才能排放。
这次设计有成功也有不足。
对所需的各种参数都做到了有据可查,计算过程有理有据。
从铁钼催化法甲醛生产工艺设计流程出发,系统的进行了物料衡算,但是,由于此设计资料有限,反应器的动力学模型无法建立,不能进行反应器设备设计,又因为自身水平的限制,尽管已尽最大努力,最终不足之处仍然存在,希望大家批评指正。
一、甲醛生产的目的及意义甲醛是脂肪族等系列中最简单的醛,化学性质十分活泼,可合成多种化合物,是重要的大宗基本化工原料之一,广泛应用于化工、医药、染料和农业等领域,大部份用作脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺—甲醛树脂的原料,还可用作生物合成香料、合成炸药、合成螯合剂、合成助剂以及合成重要的中间体等,甲醛的用途分布为图1所示。
化工文献综述
北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY毕业设计开题报告报告题目: 年产25万吨甲醇的合成工艺设计学院:化工与材料工程学院专业:化学工程与工艺班级: 1203学号: 120110093姓名:邵静指导教师:蔡靖文献综述前言本人毕业设计的论题为《年产25万吨甲醇的合成工艺设计》。
随着经济全球化进程的发展, 甲醇是一种有着广泛用途的重要的有机化工原料,甲醇工业生产对其他相关工业和国民经济的发展都有着重要意义。
随着经济全球化进程的发展,21世纪的化学工业,其产业结构正在不断调整,日益突出了精细化工的主体地位。
近几十年来,特别是我国甲醇工业的发展,生产规模逐渐扩大,下游产品种类不断增加,社会需求越来越大,能源消费也不断增加,为了解决我国石油供应过分依赖进口的能源安全问题,解决机动车辆排放出的一氧化碳、碳氢、氮氧化物等严重污染,本文综述了国内外甲醇的研究现状,煤制甲醇催化剂的选择,甲醇的意义等。
甲醇在生活中越来越受到重视。
甲醇是 C1 化学的基础物质和重要的有机化工原料,也是一种洁净高效的车用料和大功率燃料电池的原料,主要应用于精细化工、塑料等领域,可用来制造甲醛、醋酸、合成橡胶、甲胺、对苯二甲酸二甲酯[1]、甲基苯烯酸甲酯、氯甲烷、醋酸、甲基叔丁基醚、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多种有机产品,也可用于有机合成、农药、医药、涂料、染料和国防工业等领域。
随着社会经济的快速增长,能源、环境问题日益突出,甲醇作为燃料应用的比例越来越大。
近20年来,甲醇生产发展很快,技术不断提高,生产规模逐年扩大,生产工艺逐步成熟,各项技术指标不断完善,特别是近年来甲醇汽、柴油的开发和应用,使其作为代用燃料,从技术性、经济性上具有了很强的竞争力。
甲醇在国民经济中占有十分重要的地位。
近年来,随着甲醇下属产品的开发,特别是甲醇燃料的推广应用,甲醇的需求大幅度上升。
年产25万吨甲醛生产工艺设计
甲醛(CH₂O)是一种重要的有机化工产品,广泛应用于树脂、涂料、纤维、塑料、医药和农药等领域。
本文将介绍一个年产25万吨甲醛的生产工艺设计。
一、工艺流程该生产工艺采用甲烷与空气氧在催化剂的作用下反应得到甲醛。
具体工艺流程如下:1.原料准备:从工厂和市场采购纯净的甲烷和氧气,确保原料的纯度和稳定性。
2.反应器:将甲烷和氧气进料到反应器中,在催化剂的作用下进行气相氧化反应。
反应器采用立式设计,由不锈钢制成,具有良好的耐腐蚀性和压力稳定性。
3.分离器:将反应产物经过冷却和分离处理。
在分离器中,甲醛被冷却后液化,分离出甲醛和残余的甲烷、氧气和其他杂质气体。
4.精馏塔:利用精馏原理将上一步得到的甲醛进一步纯化。
在精馏塔中,甲醛被加热蒸发,然后通过冷凝冷却成液体,并收集得到纯净的甲醛产品。
5.废气处理:将分离器中产生的残余气体进行处理。
这些气体包括未被完全反应的甲烷和氧气以及其他杂质气体,需要进行净化和排放处理,以符合环保要求。
二、操作条件和参数1.反应器温度:根据催化剂的要求和反应速率的最佳条件,反应器温度设置在300-400摄氏度之间。
2.反应器压力:根据反应的平衡常数和催化剂的要求,反应器压力设置在2-5兆帕之间。
3.催化剂选择:合适的催化剂对甲醛的产率和选择性有重大影响。
通常使用金属催化剂,如银、铜、钯等。
4.原料比例:根据反应的化学计量比,确定甲烷和氧气的进料比例,以保证反应的充分进行。
5.冷却温度:在分离器中,甲醛被冷却后液化,冷却温度一般为15-25摄氏度,以保证甲醛的液化。
三、安全措施1.原料检测:在进料前对甲烷和氧气进行检测,确保其纯度和稳定性。
2.反应器控制:监测和控制反应过程中的温度、压力和进料速率等参数,避免过渡反应和事故发生。
3.废气处理:建立完善的废气处理系统,确保废气中污染物的去除和排放的合规性。
4.防爆措施:由于甲醛具有易燃易爆的特性,需要在生产过程中加强防爆措施,使用防爆设备和控制系统。
年产10万吨甲醛的生产工艺设计
年产10万吨甲醛的生产工艺设计摘要甲醛作为为人熟知且用途广泛的基础化学品,一直以来都是人类化学生产工艺中不可或缺的部分。
本次设计主要通过银化法制备甲醛的生产工艺进行年产量十万吨的甲醛制备设计,通过对工艺技术的优化寻求最大利益效应的甲醛成品的生产。
最终得到主要为37%等浓度的不同甲醛产品以满足不同下游需求。
本次设计主要通过对目标的各类物料,热量衡算以及对生产工艺流程的各项设备的相关设计,其中也包括对车间的厂房的布置内容。
最后是对工艺的三废处理等问题进行研究。
综合经济考虑估算大致收益以得出该设计思路的可行性。
详细均在文中有述。
关键词:甲醛生产工艺;银化法;尾气循环法;铁钼法制甲醛;工艺优化第1章生产工艺1.1 生产工艺介绍在甲醛生产工艺技术中以甲醇作为主要的原料进行生产,其中又按催化剂的不同,对该技术分为银法和铁钼法两大不同的生产工艺。
其中银法甲醛生产工艺作为世家采用占达70%的工艺技术作为本次设计的主要研究对象,同时其工艺技术也较为成熟。
该方法主要由以下类型构成,如甲醛生产工艺、废气循环法、传统银法等等,其中,前者对本征控制技术的要求较高,在新兴工艺的范畴之内。
以原料配置工艺为例,包括空气、甲醛等等,其主要分为配制后蒸发、蒸发后配制等类型,两者之间存在显著差异。
从吸收层面来说,形式也呈现出多样化的特点,包括并流吸收、双塔吸收等等,步骤各不相同。
除此之外,站在装置的角度上,在余热利用过程中,随着利用形式的改变,工艺步骤也会产生相应的变化,可以有效避免能量浪费等现象。
1.2 银化甲醛工艺的对比(1)甲醇过量氧化法甲醇过 量氧化法就是银催化氧化法,在使用该方法的过程中,需要借助银网丝的功能实现催化的目的,从而确保甲醛含量达到要求,与此同时,反应温度也可以控制在六百摄氏度到七百二十摄氏度之间。
(2)空气过量氧化法该方法也具备铁钼催化氧化法的称呼,若甲醛没有达到标准,而空气含量已经超过既定要求,才会形成相应的化学反应。
年产2.5万吨甲醛生产工艺设计-魏杰
中国矿业大学银川学院本科毕业设计(2015 届)题目年产2.5万吨甲醛生产工艺设计系别化学工程系专业煤化工年级 11级2班学生姓名魏杰指导教师张霞年月日本设计为年产2.5万吨37%甲醛水溶液的生产工艺设计,本设计采用银催化法工艺,根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证,对整个装置进行了物料与能量的衡算,对主要设备和管道进行了设计及选型,同时对本装置安全生产与“三废”治理作了相关讨论。
关键词: 甲醛: 甲醇: 氧化: 工艺: 电解银:甲醛是重要的有机化工基础原料,是甲醇最重要的衍生物产品之一,甲醛的用途十分广泛,主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等,也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。
目前甲酴的生产均采用甲醇为原料,银催化剂,经空气氧化得到,其浓度为37%左右,其余为水,含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林,是常用的杀菌剂和防腐剂。
甲醛是脂肪族中的最简单的醛,化学性质十分活泼。
甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。
1868年,A.M.Hoffmann使用铂催化剂,用空气氧化甲醇合成了甲醛,并且确定了它的化学特性。
1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。
1910年,由于酚醛树脂的开发成功,使甲醛工业得到了迅猛的发展。
随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究,其生产工艺的日渐完善,对甲醛生产设备的要求也在不断提高。
工业甲醛生产典型的有机合成工艺,在我国已有近五十年的历史。
我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步,其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。
从我国甲醛的生产现状看,结合毕业实习的相关内容,此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。
在整个设计过程中,按照设计任务书的要求,对年产2.5万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算,对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算。
甲醛生产工艺流程
甲醛生产工艺流程具体工艺流程如下:原料甲醇由甲醇计量槽经甲醇泵输送至甲醇高位槽,保持一定流量经过滤后进入甲醇蒸发器,同时由罗茨鼓风机将经过滤后的空气送入甲醇蒸发器底部。
甲醇经加热*后气化及空气夹带,与空气形成二元混合气;再和通入一定流量的蒸汽相混合,形成三元混合气,三元混合气经过热器过热后,逐进入阻火过滤器,再次过滤后三元混合气进入氧化器,在氧化室加热元件的高温与电解银催化剂的作用下,发生氧化脱氢反应。
反应气体快速经过氧化器急冷段并在急冷段的冷却下,进入1#吸收塔循环吸收,循环液部分采出即为成品甲醛溶液(浓度37%左右),并送入甲醛计量槽及甲醛成品槽。
经1#吸收塔循环吸收后的尾气进入2#吸收塔,以脱盐水作为吸收剂,经2#吸收塔循环吸收后的尾气*,经尾气液封槽,最终进入尾气处理装置作为燃料燃烧,燃烧后的尾气直接进入大气,达到零污染排放。
尾气处理装置所副产蒸汽可并网外供。
氧化器总的来讲, 不论什么样的工艺路线, 先进的也好不那麽先进的也罢, 只要是以甲醇为原料,总是离不开甲醇的输送、蒸发、原料气( 空气、配料、甲醇气) 的净化, 过滤阻火, 转化反应, 冷却吸收,产品贮运等环节。
各环节手段不同以及不同的组合方式形成不同的工艺路线。
下面先按操作单元的异同作一介绍.首先来看原料的计量 , 它是统计单耗高低的一个手段 , 因不同厂家统计方法的不同可以表现出相当悬殊的单耗差别 . 一般的计量用计量罐 , 靠事先标示好的刻度,计量出甲醇、甲醛的重量。
实际上它得到的是体积数 , 受气温和介质含量影响较大 , 冬夏的单耗就可能有很大不同 . 有些厂家有各种各样的流量计好一些的还带有压力、温度补偿 , 可靠性也就高一些。
计量好的甲醇进系统有两种方法。
一种用泵将甲醇打入高位槽 , 然后依靠位差压入蒸发系统。
另一种用泵直接进料 , 前一种易受系统压力影响 , 也有一定的挥发损失 , 后一种需要上料泵不停运转 , 如泵出现故障 , 则处理要及时果断,防止断料造成的蒸发器低液位引发安全事故 .在蒸发器中甲醇受热蒸发 , 其热源有水蒸气、热水、热甲醛溶液等 . 水蒸气来自系统自产或外管网 , 一般为低压蒸气。
甲醛的制造过程及工艺流程
甲醛的制造过程及工艺流程甲醛是一种常见的有机化合物,广泛应用于家具、建材、纺织品等许多行业。
然而,由于其挥发性和对人体健康的危害性,甲醛的制造过程和工艺流程备受关注。
本文将深入介绍甲醛的制造过程及其工艺流程,并分析其相关问题和控制方法。
1. 甲醛制造过程的概述甲醛的主要制造过程是通过甲烷氧化反应得到。
该反应需要高温和催化剂的存在,具体过程如下:甲烷 + 氧气→ 甲醛 + 水甲烷氧化反应需要在高温(约600-900摄氏度)下进行,通常使用银催化剂。
在反应过程中,甲烷与氧气发生氧化反应,生成甲醛和水。
然后通过冷凝和分离等工艺步骤,从反应体系中分离出甲醛。
2. 甲醛制造工艺流程的详细解析甲醛的制造过程通常包括以下几个主要步骤:(1) 预处理:甲烷气体经过一系列前处理步骤,如除水、除尘、除氧等,以去除可能对催化剂产生不良影响的杂质。
(2) 加热和压力调节:将预处理后的甲烷气体加热至适宜的反应温度,并通过调节压力控制反应的进行和速率。
(3) 催化反应:将加热后的甲烷气体进一步与氧气进行反应,通过银催化剂的作用,实现甲醛的合成。
该反应在高温下进行,并释放出大量热量。
(4) 冷凝分离:将反应体系中的产物进行冷凝和分离处理。
通常使用冷凝器和分离装置来分离出甲醛和水。
(5) 精馏和纯化:通过精馏等工艺步骤,将得到的甲醛进行纯化,以提高产品的品质和纯度。
3. 甲醛制造过程中的问题与控制方法在甲醛的制造过程中,可能会面临以下一些问题:(1) 催化剂的失活和寿命:银催化剂容易受到一些杂质的影响而失活,降低反应效率。
为了延长催化剂的寿命,需要定期更换或进行再生。
(2) 反应温度和压力的控制:反应温度和压力的调控对反应速率和产物选择性有着重要影响。
需要通过监测和控制系统来确保良好的反应条件。
(3) 安全措施与废物处理:甲醛制造过程中,产生的气体和液体废物需要进行安全处理,以确保工作环境和环境的安全。
为解决这些问题,可采取以下控制方法:- 加强催化剂管理,定期检测和更换失活催化剂。
多聚甲醛生产工艺
多聚甲醛生产工艺多聚甲醛是一种具有广泛用途的合成树脂,它的生产工艺主要包括催化氧化法和直接加甲醛催化氧化法两种。
催化氧化法生产多聚甲醛的工艺流程如下:首先,将甲醛与空气按一定比例混合后引入反应器。
反应器中含有催化剂,通常使用砷酸银作为催化剂。
在催化剂的作用下,甲醛与空气进行氧化反应生成甲醛酸。
甲醛酸经过脱水后生成多聚甲醛。
直接加甲醛催化氧化法生产多聚甲醛的工艺流程如下:首先,将甲醛与溶剂混合,形成含有甲醛的溶液。
然后,在催化剂的作用下,甲醛发生氧化反应生成甲醛酸。
甲醛酸经过脱水反应生成多聚甲醛。
不论是催化氧化法还是直接加甲醛催化氧化法,生产多聚甲醛的过程都需要借助催化剂。
催化剂能够加速反应速率,降低反应温度和压力,提高产物的收率和选择性。
砷酸银是一种常用的催化剂,它既能够催化甲醛氧化反应,又能够促进甲醛酸的脱水反应。
多聚甲醛生产工艺中的控制参数包括反应温度、反应压力、甲醛和氧气的进料比例等。
通过调整这些参数,可以控制反应速率和产物品质。
通常情况下,反应温度在100-200摄氏度之间,反应压力在1-10兆帕之间,甲醛和氧气的进料比例为1:3-1:10。
除了控制参数,多聚甲醛的生产还需要考虑反应器的设计和操作。
反应器的设计必须考虑到反应过程中产生的热量和压力,以及催化剂的使用和再生。
反应器的操作要保证反应条件的稳定性和连续性,同时要控制有害物质的排放,确保生产环境的安全性。
总的来说,多聚甲醛的生产工艺包括催化氧化法和直接加甲醛催化氧化法两种。
通过控制反应参数、设计和操作反应器,可以实现多聚甲醛的高效生产。
多聚甲醛作为一种重要的合成树脂,在建材、家具、汽车等领域都有广泛应用,其生产工艺的改进和优化对于提高生产效率和保护环境都具有重要意义。
甲醛生产工艺
第一节甲醛生产工艺1.尾气循环工艺甲醛生产传统工艺由甲醇蒸发、混合气过热、过滤、阻火后,甲醇进行氧化、吸收,生产的甲醛浓度可达37%。
随着甲醛下游产品的开发和节能减排工作的开展,越来越多的企业希望把甲醛浓度提高,为此开发了尾气循环流程。
其目的用尾气代替水蒸气带热,减少配料蒸汽量。
由于系统中水份少了,甲醛浓度就可以大幅度提高至50%左右。
并且副产蒸汽量也得到了提高。
尾气循环法流程图2.低转化无醇工艺在传统的甲醇氧化生产中,甲醇氧化过程反应温度在650℃条件下进行,反应过程伴随着CO2、CO等副反应生成。
同时,成品甲醛中残留1%甲醇,这些都会增加甲醇的消耗。
低转化无醇工艺就是将反应温度降低,减少副反应生成,而未转化的甲醇通过精馏加以回收。
这样即降低甲醇消耗,又提高了甲醇浓度。
低转化无醇工艺流程图3.烟气循环工艺尾气中除了CO2、CO、CH4、CH2OH、CH2O外还有18-20%氢气,氢气在氧化时有还原作用,同时还会消耗甲醇生成CH4等副反应。
氢气存在还会抑制脱氢反应的进行,增加甲醇消耗量,因此我们开发了烟气循环工艺。
烟气主要成分是N2和CO2等惰性气体,甲醇转化时不参与反应,而且能抑制CO2、CO、CH4、HCOOH等生成:CO2能降至2.2-2.8%,CO能降至0.1-0.3%,CH4能降至0.1-0.2%,合计节约甲醇8-10kg/t。
同时烟气中含有5-10%过量氧气,能提高产量10-20%,副产蒸汽能提高10%,电耗下降4-6KW.h/t。
烟气循环工艺与其他工艺比较序号名称单位传统工艺尾气循环工艺低转化无醇工艺烟气循环工艺最新生产工艺1 质量甲醛% 37 37-45 37-45 37-50 37-50 甲醇% 1-2 ≤1≤0.5≤0.5≤0.2甲酸% ≤0.02≤0.01≤0.01 ≤0.01≤0.012 消耗甲醇Kg/t ≤450≤445≤440≤440≤440循环水t/t 70 50 60 50 50 电kwh/t 28 30 27-28 26 253 工艺指标氧醇比mol 0.38-0.41 0.38-0.45 0.35-0.38 0.38-0.43 0.38-0.41 氧温℃640-660 640-660 600-630 620-640 610-640 转化率低较好最低高高安全性好好好好好4 外供蒸汽Kg/t 330-350 400-500 330-400 500-600 500-7005 热量综合利用差较好较好好好6 投资较高高高较高低7 生产能力% 100 100 90 120 110烟气循环法流程图综上所述,烟气循环工艺各项指标均优于其他工艺,是值得推广的一项新工艺、新技术。
3.3工艺流程及产污环节分析3.3.1甲醛生产工艺及产污环节
3.3工艺流程及产污环节分析3.3.1甲醛生产工艺及产污环节分析3.3.1.1甲醛生产原理目前国内外工业甲醛生产均使用甲醇为原料,生产工艺有银催化氧化法、铁钼催化法及尾气循环法、甲缩醛氧化法等,其中绝大多数采用银催化氧化法和铁钼催化法。
银催化氧化法常采用电解银为催化剂,又称电解银法,在甲醇-空气混合物的安全浓度范围内操作,即在甲醇过量的条件下操作,反应温度取决于甲醇过量的程度,通常在620-660℃和常压下反应,发生氧化和脱氢两个反应,约有50%-60%的甲醛是由氧化反应生产的,其余的甲醛则是由脱氢反应生成。
氧化反应是放热反应,脱氢反应在较高温度下进行,反应需要吸收热量,其转化率随温度增加而增加,其中的副产物有CO 、CO 2、H 2、HCOOH 等。
银催化氧化法分为不完全转化法(传统工艺)和完全转化法(改良工艺),传统工艺是采用甲醛不完全转化并用蒸馏回收未反应的甲醛循环使用的方法,改良工艺也称甲醇完全转化工艺,采用较高的反应温度和接近化学当量的氧醇比来达到高转化率,因而它不需要蒸馏设备则可产生甲醇含量为0.5%-1.0%(重量)的工业甲醛产品。
由于该方法具有能耗低、投资高、操作简便等优点,现已成为甲醛生产的主要方法,中国甲醛生产基本采用此种工艺。
工艺过程为:以甲醇为原料,首先以一定配比的甲醇和空气经过过热器、过滤器进入氧化器,在催化剂作用下使甲醛氧化、脱氢为醛。
甲醛气体和水蒸气经冷却、冷凝由吸收塔吸收,制成浓度为37%的甲醛溶液成品。
基本化学反应式可表示为:主反应: ①氧化反应:322600~7001157.4/2Ag CH OH O HCHO H O kJ mol +−−−−→++℃ ②脱氢反应:32600-90.2CH OH HCHO H kJ/mol −−−−→+℃以上Ag③氧化反应:6002221248.2/2H O H O kJ mol +−−−−→+℃以上 副反应: ①322232673.9/2CH OH O CO H O kJ mol +→++②3222391.75/CH OH O CO H O kJ mol +→++③3242115.37/CH OH H CH H O kJ mol +→++主反应①要在200℃左右才能进行,因此经预热进入反应器的原料气混合气,必须用电热丝点火加热。
生物工程毕业设计年产4万吨甲醛工艺设计
生物工程毕业设计年产4万吨甲醛工艺设计随着科技的不断进步和人们对环境保护的日益重视,生物工程领域出现了越来越多的创新和发展。
在这个背景下,本文将探讨一种生物工程毕业设计,即年产4万吨甲醛工艺设计。
一、引言甲醛是一种常见的化学品,广泛应用于家居、建筑材料、医药等多个领域。
然而,传统的甲醛生产工艺存在着一系列环境污染问题,例如高能耗、大量废气排放等。
因此,通过生物工程技术进行甲醛生产具有重要的意义和潜力。
二、工艺设计方案1. 选择合适的生物工程菌种在设计生物工程毕业设计年产4万吨甲醛工艺时,选择合适的菌种是至关重要的。
菌种应具有高效率的甲醛生产能力,同时对环境友好。
通过对不同菌种的筛选和试验,可以确定最适合的菌种。
2. 优化菌种培养条件菌种的培养条件对于甲醛的产量和产质量具有重要的影响。
因此,在工艺设计中,需要进行菌种培养条件的优化。
这包括培养基的成分设计、培养温度、pH值等参数的调控。
通过优化这些条件,可以提高甲醛的产量和产质量。
3. 提高废物利用效率在甲醛的生产过程中,会产生大量的废物和副产物。
为了减少环境污染和资源浪费,需要设计合理的废物处理方案。
一种可能的方案是将废物进行高效利用,例如作为有机肥料、生物能源等。
4. 应用智能控制技术为了实现生物工程毕业设计年产4万吨甲醛的目标,还需要应用智能控制技术。
该技术可以对生产过程进行精确监控和控制,以实现最佳的产量和质量。
智能控制技术还可以提高生产的自动化程度,减少人力成本。
5. 环境风险评估和管理在设计甲醛生产工艺时,需要进行环境风险评估和管理。
这涉及对工艺中可能产生的环境污染物进行评估和控制。
通过合理的设计和管理措施,可以降低生产过程对环境的影响。
三、实施方案和预期效果1. 实施方案根据以上的工艺设计方案,可以制定实施方案。
这包括选定菌种、确定优化培养条件的方法、设计废物处理方案、应用智能控制技术等。
同时,还需要制定实施计划和时间表,确保顺利实施毕业设计。
25万吨年甲醇精制工艺设计
设计说明甲醇精馏按工艺主要分为3种:双塔精馏工艺技术、带有高锰酸钾反应的精馏工艺技术和我国自行开发的三塔精馏工艺技术。
三塔精馏工艺技术是为减少甲醇在精馏中的损耗和提高热利用率而开发的一种先进、高效和能耗较低的工艺流程。
本设计通过对不同的常规甲醇精馏工艺流程中的操作参数等进行了总结和分析,根据在实际生产中的工艺流程形式的确定原则,最终选择了双效三塔精馏为设计对象,选用规整填料塔为精馏系统的主设备,并规定规模为年产 25万吨,通过分别对三个精馏塔进行的物料衡算与热量衡算,以及理论塔板数,填料层高度的计算。
其中最主要是对加压精馏塔和常压精馏塔进行计算。
积累了许多理论数据,并以这些理论数据为基础对双效三塔精馏工艺中的重要部件和主设备精馏塔进行了塔形设计,如:加压塔理论塔板数11,填料层总高度4.4 m,塔径2400 mm, 并且对部分辅助设备的的强度进行了校核,通过核算就本设计的在生产中的可行性进行了分析。
最终结果表明此设计在生产中是可行的。
关键词:甲醇,精馏,物料衡算,热量衡算Design illustrationAccording to the process of methanol distillation are mainly divided into three kinds:twin towers distillation technique, contain potassium permanganate reaction in the distillation technology and developed by the three-tower distillation process technology. Three-tower distillation technology is to reduce the loss and methanol in distillation heat utilization rate and improve the development of a kind of advanced, high efficiency and low energy consumption of the process. This design through different conventional methanol distillation process of operation parameters to summarize and analyze, and based on the practical process forms of determination principle, finally choosing double-effect three- tower for design object, using structured packing column distillation system as the main equipment, and providing an annual output of 25 tons scale,distillation column were carried out on three material balance and heat balance, and the number of theoretical plates, packing layer height. The most important is the calculation of the pressure distillation column and atmospheric pressure column. After accumulated a lot of theoretical data, the designation of the double-effect distillation process three-tower and the main important parts in the distillation equipment are based on the theoretical data, such as: pressurized theoretical plate number 11, the total height of the packing layer is 4.4 m, the diameter of the tower is 2,400 mm, and some parts of the strength of auxiliary equipment was calibrated, by accounting for the design of the production feasibility analysis, the final results show that the design in the production process is feasible. Key words: methanol, distillation, material balance, heat balance目录设计说明 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)引言 (2)1.绪论 (2)1.1概况 (2)1.1.1 甲醇的性质和用途 (2)甲醇性质 (2)甲醇用途 (3)国内外甲醇工业现状 (3)1.1.2甲醇精馏工艺技术比较 (5)1.1.3 甲醇精馏工艺的概况 (8)1.2精馏的目的和原理以及精馏塔的操作和调节 (9)1.2.1 粗甲醇的组成与精制要求[1] (9)1.2.2 工艺原理[7] (10)1.2.3 影响因素[7] (12)1.2.4 精馏塔的产品质量控制和调节[7] (13)1.3甲醇的主要技术规格[1] (14)1.3.1 甲醇的一般性质 (14)1.3.2 甲醇的沸点和蒸汽压 (15)1.3.3 甲醇-水系统的性质 (15)1.4甲醇精馏工艺流程说明 (17)1.4.1 预精馏系统 (17)1.4.2 加压精馏系统 (17)1.4.3 常压精馏系统 (18)2.甲醇精馏生产工艺设计及计算 (19)2.1计算参数 (19)2.2预精馏塔工艺计算 (20)2.2.1物料衡算 (20)2.2.2全塔高度和塔径的确定[5] (21)2.3加压精馏塔工艺计算[3] (22)2.3.1物料衡算 (22)2.3.2热量衡算[3] (24)2.3.3理论塔板数计算[7] (25)2.3.4塔径设计的计算 (26)2.3.5填料层高度的计算 (27)2.3.6全塔高度的确定[5] (28)2.4常压精馏塔工艺计算 (30)2.4.1物料衡算 (30)2.4.2热量衡算[3] (32)2.4.3理论塔板数计算[7] (33)2.4.4塔径设计的计算 (34)2.4.5填料层高度的计算 (35)2.4.6全塔高度的确定[5] (36)3.粗甲醇预热器[2] (39)3.1计算定性温度,确定物理常数 (39)3.2求温差修正系数 (39)3.4计算所需的传热面积 (39)3.5分别计算管程和壳程的传热系数 (40)t (42)3.6管壁温度W3.7计算管、壳程的压力降 (42)4.泵的选型 (44)4.1泵的类型、系列和型号的确定 (44)4.2轴封型式的确定[10] (45)设计结果 (47)参考文献 (47)附录 (48)致谢 (49)主要符号说明符号说明D—塔顶产品流量,kmol/hD—塔径,mI—物质的焓,M—摩尔质量,R—回流比;t—温度,T—热力学温度,K;u—气相空塔速度,m/sV—上升蒸汽的流量,W—塔器产品流量,x—液相中易挥发组分的摩尔分数y—气相中易挥发组分的摩尔分数Z—塔高Q—热量G—组分的流量N—理论板数Re—雷诺数Pr—普兰德数HETP—理论板当量高度引言甲醇是重要的有机基本产品,用途非常广泛。
甲醛操作规程
甲醛操作规程一、甲醛生产工艺流程简述:●甲醇为生产甲醛的原料,含量一般为98%以上,液态。
甲醇由库存的甲醇大罐,经甲醇进出料泵至甲醇中间计量槽。
计量槽经甲醇泵到调节阀、转子流量计进入蒸发器。
蒸发甲醇是用蒸汽加热到甲醇再沸器使甲醇气化。
此加热需要控制甲醇蒸发器液位,甲醇蒸汽压力温度。
气化后的甲醇经孔板流量计计量后进入混合器。
●空气为反应中氧气的来源,氧气占空气为21%。
此工序需控制空气流量,空气由空气过滤器经罗茨鼓风机,变频器控制水洗塔过滤到孔板流量计、空气预热器后进入混合器。
●配料蒸汽由氧化炉及尾锅炉循环汽包通过分层蒸汽调节阀进入蒸汽分配器,经蒸汽过滤器孔板流量计后进入混合器。
配料蒸汽的作用为移走反应热,同时扩大甲醇在空气中的爆炸极限,起到安全生产,控制反应温度的作用。
●尾气为吸收塔未吸收的气体,主要成份为N2、H2、O2、CO2、CO及未吸收的甲醛、甲醇。
尾气由2#吸收塔顶来,一部分经尾气水封进入尾气锅炉燃烧产生蒸汽,一部分经尾气气液分离器到尾气罗茨鼓风机经变频器升压,尾气预热器及孔板流量计计量后进入混合器。
循环尾气的作用:同配料蒸汽,通过反应器中增加尾气减少配料蒸汽,可以提高甲醛浓度,生产浓甲醛。
●甲醇、配料蒸汽、空气和尾气混合气体经混合预热器加热到120℃左右(目的为防止液体进入银层)经混合气体过滤器进入氧化器,在600~670℃电解银催化剂作用下转化为甲醛气体。
氧化器下段为废热锅炉段,高温甲醛在此急冷至140℃左右进入1#吸收塔,废热锅炉产生蒸汽至蒸汽分配器。
●含甲醛的混合气体是经过吸收塔来吸收的,吸收塔装有填料和泡罩。
气体与吸收液相对流动,即气体由下往上,吸收物液由上而下,使汽液能够充分接触,气体溶解至液体中。
自1#吸收塔底部出来的甲醛液经循环泵、板式换热器冷却,一部分打至塔顶作自身循环,另一部分作为成品经调节阀进入甲醛中间计量槽。
塔中未吸收的气体进入2#吸收塔底部,一部分打至塔中作自身循环,一部分通过转子流量计控制到1#吸收塔作为浓度的调配,塔中未吸收的气体进入2#吸收塔顶部循环,如循环液不够用软水经过调节阀、转子流量计自动/手动补充至塔顶。
甲醛生产工艺及节能优化设计分析
甲醛生产工艺及节能优化设计分析发表时间:2019-09-16T17:25:33.470Z 来源:《基层建设》2019年第18期作者:王斌王佳茹[导读] 摘要:随着我国国民经济的发展,甲醛工业得到了飞速的发展。
美克化工股份有限公司 841000摘要:随着我国国民经济的发展,甲醛工业得到了飞速的发展。
甲醛作为最重要的化工原料,其应用范围广泛,包括生产酚醛树脂、维尼纶纤维、聚甲醛树脂等,此外还可以作消毒剂、还原剂和防腐剂等。
在甲醛的生产过程中要求高温,所需的反应热较高,能耗较大。
而目前在我国现有的经济模式下,国家提倡建设“环境友好型,资源节约型”社会,因此必须要对甲醛的工艺特点进行分析优化,找到最适宜生产的优化工艺路线,这对企业的可持续发展来说是非常重要的。
关键词:甲醛生产工艺;节能;优化设计随着国民经济的快速发展,我国的甲醛工业也得到迅速发展,据不完全统计,我国甲醛总生产量已达到2000kt,且每年以4.5%的速度增长。
工业甲醛的生产须在高温条件下,属于能耗较高的产业之一。
在当前节能减排倍受关注的形势下,甲醛生产节能降耗无论是对增加企业的竞争力,还是对企业的持续发展来说,都具有十分重大的意义。
因此本文针对甲醛生产的工艺特点,对其工艺进行节能优化设计。
1生产工艺简介在甲醛工业发展过程中,因原料不同主要有以下几种生产方法:以液化石油气为原料非催化氧化法;二甲醚氧化法;甲烷氧化法;甲醇空气氧化法。
由于受到原料的限制,目前甲醇空气氧化法生产甲醛占据了统治地位。
根据生产工艺的不同,甲醇空气氧化法又分为银催化氧化法(甲醇过量法)、铁钼氧化物催化氧化法(空气过量法)和甲缩醛氧化法,其中绝大多数采用银催化氧化法。
1.1银催化氧化法银催化氧化法(简称银法)是经典的生产方法,1888年首次在德国实现工业化。
此法是在过量甲醇(甲醇蒸汽浓度控制在爆炸区上限,37%以上)条件下,甲醇汽、空气和水汽混合物在银催化剂催化下进行脱氢氧化反应。
(word完整版)甲醛生产工艺
工艺过程为:用泵将甲醇送入气化器,甲醇在气化器蒸气盘管加热下气化,气化后的甲醇和空气混合物从气化器顶部流出,并加入水蒸汽,使甲醇、空气和水蒸汽的配比为1:1.8~2。
0:0。
8~1。
0(φ),此混合气经过热器和阻火器,在温度115~120℃时进这入氧化反应器,氧化反应在600~650℃,0。
3~0.5MPa条件下进这行.反应器中银催化剂床层厚度一般为10~50mm,使用寿命为3~8个月,反应器为列管式,材质为不锈钢,反应热以产生蒸汽形式带出,甲醇的单程转达化率60%~85%,甲醛的选择性为91%~93%,甲醇分解率为7%~8%,同时有二氧化碳、一氧化碳及甲烷生成.出氧化反应器的物料急冷到80~85℃后,进入吸收塔底部,工艺水由塔顶进入,吸收后约37%浓度的甲醛溶液送到甲醛蒸溜塔,蒸出的甲醇循环至气化器,塔底物料经阴离子交换树脂处理后,得到含55%甲醛和低于1%甲醇的产品.就目前我国银法甲醛装置的生产水平而言,已经和国外先进生产水平差距不远,尤其是近年来建设的大规模甲醛装置(如2000年12月投产的广东榕泰的氧化器直径为1700mm的4.5万吨/年的装置、在福建建阳2001年8月投产的氧化器直径为1800mm的5万吨/年的装置等),开车一次成功并在3个小时出合格产品。
开车后一段时间,根据统计数据单耗达到0。
455以下、醇含量为1%左右、酸度0.01%;能耗为25~27Kw/t,且投资费用低。
当然要达到上述目标,需要综合各方面造成不利于生产的因素,制定合理的工艺条件,选择满足工艺条件的设备,实行管理制度,创建良好的生产环境,并在工艺上和设备上尽可能克服存在的问题,才能获取满意的结果.一、精选工艺条件,降低甲醇消耗原料甲醛的消耗是重要的技术经济指标,它占成本的80%,行业内的平均单耗从475Kg/t降至现在的460Kg/t,并有不少企业的单耗已在455-445Kg/t。
1、吹洗点火时,催化剂表面温度要高.一般甲醛操作工艺规定,吹洗点火时过热温度高于100℃。
甲醛分离工艺
甲醛分离⼯艺a. 刺激作⽤:甲醛的主要危害表现为对⽪肤粘膜的刺激作⽤,甲醛是原浆毒物质,能与蛋⽩质结合、⾼浓度吸⼊时出现呼吸道严重的刺激和⽔肿、眼刺激、头痛。
b. 致敏作⽤:⽪肤直接接触甲醛可引起过敏性⽪炎、⾊斑、坏死,吸⼊⾼浓度甲醛时可诱发⽀⽓管哮喘。
c. 致突变作⽤:⾼浓度甲醛还是⼀种基因毒性物质。
实验动物在实验室⾼浓度吸⼊的情况下,可引起⿐咽肿瘤。
d 突出表现:头痛、头晕、乏⼒、恶⼼、呕吐、胸闷、眼痛、嗓⼦痛、胃纳差、⼼悸、失眠、体重减轻、记⼒减退以及植物神经紊乱等;孕妇长期吸⼊可能导致胎⼉畸形,甚⾄死亡,男⼦长期吸⼊可导致男⼦精⼦畸形、死亡等. 注:新装修的房⼦⾥⼀般甲醛都会超标,只要在新房⾥放上⼀两盆吊兰,甲醛就会被部分吸收,但是由于甲醛的挥发时间长达3-15年,所以单纯依靠植物来清除甲醛是不⾏的,必要时可以考虑专业的空⽓治理机构或产品。
毒理学资料及环境⾏为急性毒性:LD50800mg/kg(⼤⿏经⼝),2700mg/kg(兔经⽪);LC50590mg/m3(⼤⿏吸⼊);⼈吸⼊60~120mg/m3,发⽣⽀⽓管炎、肺部严重损害;⼈吸⼊12~24mg/m3,,⿐、咽粘膜严重灼务、流泪、咳嗽;⼈经⼝10~20ml,致死。
亚急性和慢性毒性:⼤⿏吸⼊50~70mg/m3,1⼩时/天,3天/周,35周,发现⽓管及⽀⽓管基底细胞增⽣及⽣化改变;⼈吸⼊20~70mg/m×长时间,⾷欲丧失、体重减轻、⽆⼒、头痛、失眠;⼈吸⼊12mg/m3×长期接触,嗜睡、⽆⼒、头痛、⼿指震颤、视⼒减退。
致突变性:微⽣物致突变:⿏伤寒沙门⽒菌4mg/L。
哺乳动物体细胞突变:⼈淋巴细胞130umol/L。
姊妹染⾊体交换:⼈淋巴细胞37pph。
⽣殖毒性:⼤⿏经⼝最低中毒剂量(TDL0):200mg/kg(1天,雄性),对精⼦⽣存有影响。
⼤⿏吸⼊最低中毒浓度(TCL0):12ug/m3,24⼩时(孕1~22天),引起新⽣⿏⽣化和代谢改变。
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年产25万吨甲醛生产工艺设计摘要本设计为年产25万吨37%甲醛水溶液的生产工艺初步设计,本设计采用银催化法工艺,根据设计要求对工艺流程进行了选择与论证,对整个装置进行了物料与能量的衡算,对主要设备和管道进行了设计及选型,同时对本装置的安全生产与“三废”治理作了相关讨论并进行经济的初步核算。
本设计配有设计说明书一本,附图4。
说明书包括1:总论;2:工艺流程的选择及论证;3:年产25万吨37%甲醛水溶液工艺计算;4:非标准设备的计算及定性设备的选型;5:工艺管道计算;6:安全以及“三废”治理;7:技术经济初步核算。
图纸包括:1 带控制点的工艺管道及工艺流程图;2 氧化器装配图;3 装置平面图;4 装置立面图。
关键词甲醛甲醇氧化工艺电解银The manufacturing process of Formaldehyde 250000 tons per yearAbstract:The design is primary for the manufacturing process of formaldehyde 250000 tons per year,and adopts Ag as catalyst According to the design,the craft production way of formaldehyde was selected and the technology was investiged.The main equipments and pipes were designed or selected.At the sane time,safely producing and dealing with”three waste “were argued and technology economic was originally estimated.The design consists of an instruction book and a series of diagram.The instruction book includes:1.Introduction.2.Choice and demonstration of the technological process.3.250000 tons per year 37% formaldehyde crafts for production were designde.4.It is not a selecting type of the equipment of calculation and finalizing the design of the standard device.5.Thecraft pipeline calculating.6.Security and abatement of”three waste”.7.Economic initial estimate of technoligy.The diagram include:1.The pipeline of the device and process flow sheet with controlled piot.2.Assemblage chart of the oxidator.3.Plane figure of the device.4.The blueprints of factory.Key words:formaldehyde;Methanol;Oxidation;Technology;Electrolysis Silver目录前言 51 绪论 61.1 我国甲醛工业的发展过程 6 1.1.1 起步阶段 61.1.2 发展阶段 61.1.3 快速增长阶段 61.2 我国甲醛工业的现状71.2.1 生产工艺71.2.2 生产能力和产量71.2.3 技术指标71. 3 影响我国甲醛价格的主要因素 9 1.3.1 生产成本91.3.2 下游需求状况91.3.3 地区差异91.4 产品说明91.4.1 产品名称91.4.2 产品性质91.5 产品用途111.6 原材料说明111.7 甲醛工业的发展趋势121.7.1 改进催化剂的性能121.7.2 高浓度甲醛工艺发展趋势121.7.3 设备集约化121.7.4 规模大型化121.7.5 产品简介121.8 甲醛的主要技术指标132 合成方法及生产技术比较132.1 甲醛的合成方法132.1 .1 银催化剂法132.1 .2 铁钼催化剂法132.1 .3 甲缩醛氧化法132.1 .4 二甲醚氧化法142.1 .5 低碳烷烃直接氧化法142.2 生产工艺比较142.2 .1 工艺技术比较152.2.2 银催化剂法和铁钼催化剂法的特点的比较152.3 国外甲醛装置能耗比较153 工艺流程介绍163.1 流程说明163.2 生产工艺影响因素173.2.1 反应器的结构与状态17 3.2.2 催化剂的性能和状态17 3.2.3 反应温度183.2.4 氧醇比183.2.5 水醇比183.2.6 停留时间和空间速度18 3.2.7反应压力193.2.8 原料混合气的纯度193.3 主要工艺指标194 安全与“三废”处理214.1工艺物料特性及防护措施21 4.2 三废处理214.2.1 废气处理214.2.2 废水处理224.2.3噪声防治22结束语23主要参考文献24前言甲醛是重要的有机化工基础原料,是甲醇最重要的衍生物产品之一,甲醛的用途十分广泛,主要用于生产脲醛、酚醛、聚甲醛和三聚氰胺等,也用于生产医药产品、农药和染料以及消毒剂、杀菌剂、防腐剂等。
目前甲酴的生产均采用甲醇为原料,银催化剂,经空气氧化得到,其浓度为37%左右,其余为水,含甲醛40%、甲醛80%的水溶液叫做福尔马林,是常用的杀菌剂和防腐剂。
甲醛是脂肪族中的最简单的醛,化学性质十分活泼。
甲醛最早由俄国化学家A.M.Butlerov于1895年通过亚甲基二乙酯水解制得。
1868年,A.M.Hoffmann 使用铂催化剂,用空气氧化甲醇合成了甲醛,并且确定了它的化学特性。
1886年Loews使用铜催化剂和1910年Blank使用银催化剂使甲醛实现了工业化生产。
1910年,由于酚醛树脂的开发成功,使甲醛工业得到了迅猛的发展。
随着甲醛工业生产的不断扩大和甲醛产品的深入研究,其生产工艺的日渐完善,对甲醛生产设备的要求也在不断提高。
工业甲醛生产典型的有机合成工艺,在我国已有近五十年的历史。
我国的甲醛生产技术无论在装置技术、催化剂的改进、还是余热利用方面都已有了长足的进步,其主要技术经济指标已过到国际上同类生产工艺先进水平。
从我国甲醛的生产现状看,结合毕业实习的相关容,此设计采用的是银催化剂氧化生产甲醛的生产工艺流程。
在整个设计过程中,按照设计任务书的要求,对年产3万吨甲醛装置进行了完整的物料衡算与热量衡算,对工艺过程中的主要设备进行了较为详细的工艺计算,同时也对装置的技术经济状况进行了初步估计。
由于本人能力有限,加上时间较为仓促,在整个设计中难免有错误和不足之处,敬请老师和同行批评指正。
1 绪论1.1 我国甲醛工业的发展过程1.1.1 起步阶段20世纪50-60年代,以浮石银作催化剂的银法生产甲醛是我国甲醛工业的起步阶段。
我国第一套甲醛生产装置是1956年9月由前联专家设计指导在溶剂厂兴建,设计能力仅为0.3万吨/年,采用浮石银作催化剂。
1957年-1959年化肥厂等三家企业相继建立了甲醛生产装置,溶液剂厂也将0.3万吨/年的装置扩大到1万吨/年。
但到50年代末,我国工业甲醛的生产量仍然还不足4万吨(37%CH2O),产品主要用于生产乌洛托品等。
1965年-1969年,由于合成纤维和木材加工工业的发展,甲醛需求量增加,维尼纶厂、助剂厂等一批采用浮石银作催化剂的甲醛生产装置先后投产,到60年代末生产厂达到10家,总生产能力扩大到10万吨/年。
60年代后期由于开发聚甲醛树脂等对浓甲醛的需要,又自行开发了“铁钼氧化物”催化剂,石井沟联合化工厂、塑料厂先后采用“铁钼氧化物”催化剂生产甲醛,但由于催化剂性能不佳和工艺落后以及安全性差等原因未能长期生产。
1.1.2 发展阶段上世界70-80年代的以电解银催化剂为主体的银法生产甲醛是我国甲醛工业日趋成熟的发展阶段。
20世纪70年代以后,我国甲醛工业无论在产能、生产技术还是在设备、节能和自动控制等方面都有了较大的改进和提高。
随着反应热和尾气的燃烧热的利用,使甲醛生产装置由原来的“耗汽型”变成为“不耗汽型”或“外供蒸汽型”装置,至70年代末我国甲醛工业的产量接近40万吨/年。
20世纪80年代以后,由于木材加工业和甲醛下游产品发展的需要,我国甲醛工业又有了较大的发展,至80年代末生产甲醛厂家达51家,总生产能力超过80万吨/年。
1.1.3 快速增长阶段20世纪90年代至今的银法生产甲醛和铁钼法生产甲醛同时发展是我国甲醛工业快速增长阶段。
20世纪90年代,特别是90年代中后期,由于我国经济的快速发展,木材加工业、建材业、塑料工业的社会需求量的大幅度增加和小氮肥厂的转产等因素,我国甲醛工业进入快速增长时期,1990年-1999年的10年中,总生产能力翻了近3倍。
在这一阶段国多家企业从国外引进以铁钼氧化物作催化剂的铁钼催化法的甲醛生产装置,逐渐使我国铁钼催化法甲醛装置达到了国际同类装置的先进水平。
与此同时,我国银催化法的甲醛装置也有了快速的发展。
反应器等关键设备不断地得到改进,银催化剂的制备和应用也有了新的提高,原料甲醇单耗有了进一步的下降,生产控制技术也有了长足的进步,原料甲醛单耗又有了进一步的下降,装置规模趋向大型化,国最大、世界第二的年产16万吨/年单套甲醛装置于2000在凯跃化工集团建成投产。
进入21世纪,我国甲醛工业仍保持持续发展的势头,2002年总生产能力已超过700万吨。
迄今,总生产能力已超过840万吨/年(以37%HCHO计)。
1.2 我国甲醛工业的现状1.2.1 生产工艺以甲醇为原料生产甲醛的工艺按催化剂的不同,分为银法和铁钼法两种不同的生产工艺。
银法甲醛生产工艺中又有生产37%甲醛的传统银法和生产浓甲醛的废气循环法、尾气循环法及以本征控制技术为核心的大型甲醛生产新工艺等。
在甲醇、水、空气所组成的原料混合气的配制工艺中又有浓甲醇蒸发后配制水蒸汽和甲醇、水配制后蒸发两种工艺;而吸收部分则有单塔吸收、双塔吸收和多塔吸收以及并流吸收等多种流程。
此外,在装置的余热利用上又有多种形式的工艺流程,使装置的能量得到充分的合理利用。
1.2.2 生产能力和产量我国工业甲醛的生产能力近十年有很大的增长,据不完全统计,我国现有甲醛生产装置约380套,装置总能力超过720万吨,已居世界首位。